CN104767840B - 一种基于电话区号的ip地址分配方法及数据中心服务器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于电话区号的IP地址分配方法，其特征在于，包括以下步骤：配置一数据中心服务器，用于将分布在全国的基站连接至该数据中心服务器，从而形成广域互联网，通过该数据中心服务器对全网基站进行统一的网络配置、监控和管理，基于电话区号对全网的基站进行IP地址分配。利用本发明的IP地址分配方法，将电话区号“显式”融合于IP地址的第二个字节与第三个字节中，使得根据所分配IP地址能够快速识别该基础设施所属的城市信息，简化了IP地址分配难度；同时使IP地址的网络前缀相同或相近，便于路由聚合，可以显著降低大规模网络下的IP地址分配难度，提高路由效率。本发明还涉及一种用于IP地址分配与管理的数据中心服务器。

Description

一种基于电话区号的IP地址分配方法及数据中心服务器

技术领域

本发明涉及通信网络技术领域，具体而言涉及一种基于电话区号的IP地址分配方法及数据中心服务器。

背景技术

IP(Internet Protocol)是TCP/IP协议族的核心协议，IP地址是给网络中每一个主机(或路由器)的每一个接口分配的32位标识符，用于网络的寻址。目前IP协议的版本号是4(简称IPv4)，由于网络的迅速发展，整个IPv4地址空间资源非常紧缺。为了解决这一问题，提高IP地址资源的利用率，变长子网掩码VLSM(Variable Length Subnet Mask)的概念首先被提出，然后在VLSM的基础上，又进一步研究出无分类编址方法，即无分类域间路由选择CIDR(Classless Inter-Domain Routing)。

CIDR重新构建了传统的分类IP地址以及划分子网的概念，从而能够更有效地利用IPv4地址空间。CIDR把32位IP地址划分为两部分，前面部分是“网络前缀”，用于指明网络；后面部分是“主机号”，用于指明主机；因此，CIDR是无分类的两级编制，其记法是：

IP地址::＝{<网络前缀>,<主机号>}

为了更方便地进行路由选择，CIDR使用32位的地址掩码；地址掩码是一串1和一串0组成，其中1的个数是网络前缀的长度。因此，CIDR还可以使用“斜线记法”，即在IP地址后面加上斜线“/”，斜线后面的数字代表网络前缀所占的位数，也即地址掩码中1的个数。

使用CIDR的好处是可以更加有效地分配IPv4地址空间；同时，可以根据实际需要分配适当大小的CIDR地址块，在路由表中可以利用CIDR地址块来查找目的网络，即通过“路由聚合”，减少路由器之间的路由选择信息的交换，从而提高网络的性能。因此，在层级分明的校园网、企业网等环境下，通过调整CIDR网络前缀的界限，可以很便捷地划分不同层级的CIDR地址块。然而，在复杂的大规模网络中，比如全国范围内的基础设施互联，通常网络覆盖范围广、网络节点繁多；如果通过简单地改变CIDR网络前缀的长度来进行地址块划分，往往难度较大，并且由于无法体现基础设施在地域上的规律特征，导致网络规划比较混乱，路由效率也较低。因此，如何在利用CIDR技术的基础上，结合大规模网络的分布特征进行IP地址分配，是实际工程实施上的一大难点。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于电话区号的IP地址分配方法，用以提供IP地址资源的利用率。

本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本发明提出一种基于电话区号的IP地址分配方法，包括以下步骤：

配置一数据中心服务器，用于将分布在全国的基站连接至该数据中心服务器，从而形成广域互联网，通过该数据中心服务器对全网基站进行统一的网络配置、监控和管理，基于电话区号对全网的基站进行IP地址分配。

进一步的实施例中，所述数据中心服务器对全网基站的IP地址分配的实现包括：

1)将IP地址的第一个字节用十进制数值表示，该数值取值为10，表示该IP地址为A类私有地址；

2)根据基站所属地区的电话区号进行处理，如区号是4位数字，则保留其后3位；如区号是3位数字，则保留其全部3位；

3)将IP地址第二个字节用十进制数值表示，该数值的取值范围为00～99，其中：

该数值的十位取值为处理后电话区号的百位；

该数值的个位取值为处理后电话区号的十位；

4)将IP地址第三个字节用十进制数值表示，该数值的取值范围为00～99，其中：

该数值的十位取值为处理后电话区号的个位；

该数值的个位作为分类子网号段，根据基础设施所属行业类别取值为0～9；

5)将IP地址第四个字节作为主机号，其对应的十进制数值的取值范围为1～254。

进一步的实施例中，前述方法中，通过专线或者虚拟专用网方式将全国的基站连接至所述数据中心服务器，从而形成广域互联网。

进一步的实施例中，前述方法中，在全国范围内的每个城市中，所属该网络的基站数量不超过2540。

进一步的实施例中，前述方法中，所述的网络IP协议采用IPv4协议。

根据本公开，还提出一种用于IP地址分配与管理的数据中心服务器，该数据中心服务器被配置用于将全国的基站均连接至该数据中心服务器，从而对全网基站进行统一的网络配置、监控和管理，实现对全网基站基于电话区号的IP地址分配。

进一步的实施例中，所述数据中心服务器被设置成基于下述方式进行全网基站的IP地址分配：

1)将IP地址的第一个字节用十进制数值表示，该数值取值为10，表示该IP地址为A类私有地址；

2)根据基站所属地区的电话区号进行处理，如区号是4位数字，则保留其后3位；如区号是3位数字，则保留其全部3位；

3)将IP地址第二个字节用十进制数值表示，该数值的取值范围为00～99，其中：

该数值的十位取值为处理后电话区号的百位；

该数值的个位取值为处理后电话区号的十位；

4)将IP地址第三个字节用十进制数值表示，该数值的取值范围为00～99，其中：

该数值的十位取值为处理后电话区号的个位；

该数值的个位作为分类子网号段，根据基础设施所属行业类别取值为0～9；

5)将IP地址第四个字节作为主机号，其对应的十进制数值的取值范围为1～254。

进一步的实施例中，所述数据中心服务器通过专线或者虚拟专用网的方式将全国的基站均连接至该数据中心服务器。

由以上技术方案可知，针对由分布在全国范围的基础设施组成的广域互联网络，通过本发明所提出的IP地址分配方法，充分利用基础设施所属地区的电话区号信息，通过将电话区号“显式”融合于IP地址的第二个字节与第三个字节中，使得IP地址的网络前缀规划有规律可循，同时所分配的IP地址能够清晰地体现该基础设施的地域特征。利用本发明的技术方案，可在简化IP地址网络前缀规划难度的同时，使在地域上相近的基础设施具有相同或相近的网络前缀，便于路由聚合。因此本发明可以显著降低大规模网络下的IP地址分配难度，提高路由效率。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是本发明所提出的基于电话区号的IP地址分配方法的流程示意图。

图2是基于图1的IP地址分配方法的IP地址各字节取值方案示意图。

图3是基于图1的IP地址分配方法的城市区号与所分配IP地址之间的对应关系示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是应为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

在本公开中，提出一种基于电话区号的IP地址分配方法，配置一个数据中心服务器，利用分布在全国范围内的基础设施，诸如基站，通过专用线路或虚拟专用网方式连接至同一个如前述配置的数据中心服务器，组成广域互联网络。数据中心服务器负责对全网基础设施进行统一的网络配置、监控与管理。

前述由基础设施组成的广域互联网络，可以是基站网络，在另外的一些例子中，还可以是基于其他基础设置的，诸如地面监测网络、数据采集网络等。

本发明所提出的基于电话区号的IP地址分配方法，在进行IP地址分配时，考虑到该分配方法需要满足未来基础设施的扩展性要求，预留相应的地址段和地址空间，同时为了减小路由表的大小，加快路由的收敛速度，便于路由聚合，应考虑采用CIDR(无类别域间路由)技术，同时为地理上相近的基础设施分配相同或相近的网络前缀；鉴于上述的原因，为解决广域互联的基础设施网络IP地址的分配效率及可扩展性问题，在本发明实施例提供的技术方案中，将利用CIDR技术，并基于国内现有电话区号提出一种高效、可扩展的IP地址分配方法。

本例子中，网络IP协议采用IPv4协议。全网基础设施例如基站，均使用私有IP地址。

在全国范围内的每个城市中，所属该网络的基站数量不超过2540。

结合图1所示，所述数据中心服务器对全网基站的IP地址分配的实现包括：

1)将IP地址的第一个字节用十进制数值表示，该数值取值为10，表示该IP地址为A类私有地址；

2)根据基站所属地区的电话区号进行处理，如区号是4位数字，则保留其后3位；如区号是3位数字，则保留其全部3位；

3)将IP地址第二个字节用十进制数值表示，该数值的取值范围为00～99，其中：

该数值的十位取值为处理后电话区号的百位；

该数值的个位取值为处理后电话区号的十位；

4)将IP地址第三个字节用十进制数值表示，该数值的取值范围为00～99，其中：

该数值的十位取值为处理后电话区号的个位；

该数值的个位作为分类子网号段，根据基础设施所属行业类别取值为0～9；

5)将IP地址第四个字节作为主机号，其对应的十进制数值的取值范围为1～254。

结合图2所示的IP地址各字节取值方案示意，IP地址各字节取值的二进制及十进制表示如图所示，IP地址的第一个字节取值为十进制数值10；IP地址的第二个字节取值为处理后电话区号的百位、十位，对应十进制数值的范围为00～99；IP地址的第三个字节取值为处理后电话区号的个位+所属行业类别代号，对应十进制数值的范围为00～99；IP地址的第四个字节取值为主机号，对应十进制数值的范围为1～254。

下面以国内若干城市电话区号为例的实例进行说明。

结合图3所示的城市区号与所分配IP地址之间的对应关系示意，如图所示，选取北京、上海、江苏苏州、江苏徐州、广东深圳、浙江杭州等城市电话区号作为示例。图3所示的示例以基站作为基础设备进行网络和IP地址的分配管理。

在具体实施中，基础设施所属行业类别对应的行业代号，可由基础设施所属各行业自行确定在0～9范围内的具体取值，最多可支持10类行业；由于行业代号取值与电话区号无关，在本示例中各城市基础设施对应的行业代号仅为举例作用。

在具体实施中，对于北京和上海两市，其电话区号长度均为3位，因此在处理其电话区号时保留其所有3位区号，分别得到处理后的电话区号010和021；在分配上述两市的基础设施IP地址时，将处理后的电话区号体现于IP地址的第二、三个字节中，因此，能够根据所分配IP地址的第二个字节和第三个字节十位的数字，快速识别分配到该IP地址的基础设施所属的城市；IP地址的第四个字节为主机号，可根据上述两市指定行业类别的基础设施数量按序从1～254中取值。

对于苏州和徐州两市，其电话区号长度均为4位，因此在处理其电话区号时保留其后3位区号，分别得到处理后的电话区号512和516；在分配上述两市的基础设施IP地址时，将处理后的电话区号体现于IP地址的第二、三个字节中，因此，同样能够根据所分配IP地址的第二个字节和第三个字节十位的数字，快速识别分配到该IP地址的基础设施所属的城市；IP地址的第四个字节为主机号，可根据上述两市指定行业类别的基础设施数量按序从1～254中取值。此外，苏州与徐州两市同属于江苏省，其电话区号具有相同的前缀“051”，因此两市基础设施所分配的IP地址具有相同的网络前缀“10.51.XX.XXX”，这种情况下两市的基础设施便于路由聚合，使路由效率更高。

对于重庆、杭州等城市的基础设施，其IP地址分配的原理与北京、苏州等城市基础设施的IP地址分配方法相似，具体实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

综上，利用CIDR技术可以更加有效地分配IPv4地址空间，在层级分明的网络环境下，通过调整CIDR网络前缀的界限，可以很便捷地划分不同层级的CIDR地址块；而对于由全国范围内的基础设施组成的广域互联网络，通常网络覆盖范围广、网络节点繁多，简单地改变CIDR网络前缀的长度来进行地址块划分，往往难度较大且路由效率较低。在本发明公开的方法中，充分利用了基础设施所属地区的电话区号信息，并将电话区号“显式”融合于IP地址的第二个字节与第三个字节中，使得根据所分配IP地址能够快速识别该基础设施所属的城市信息，简化了IP地址分配难度，同时IP地址结构清晰；对于同省城市下属的基础设施，其IP地址的网络前缀相同或相近，便于路由聚合；此外，每个城市中的每类行业最多可为254个所属基础设施分配IP地址，行业类别最大支持10类，因此每个城市最多可扩展为2540个基础设施分配IP地址。

由此可以看出，利用本发明公开的基于电话区号的IP地址分配方法，可以使广域互联的基础设施网络中，IP地址的网络前缀规划有规律可循，并支持基础设施网络的可扩展，同时所分配的IP地址便于路由聚合，从而提高路由效率，故本发明的有效性和高效性可以得到保证。

结合以上公开的实施例，本发明的另一方面还提出一种用于IP地址分配与管理的数据中心服务器，该数据中心服务器被配置用于将全国的基站均连接至该数据中心服务器，从而对全网基站进行统一的网络配置、监控和管理，实现对全网基站基于电话区号的IP地址分配。

所述数据中心服务器包括电源模块、中央处理模块、数据接口模块和IP地址分配模块。中央处理模块作为数据中心服务器的控制核心，用于控制整个数据中心服务器的运行，使得其他模块和/或单元正常运行并在发生故障时切断相应的模块或者暂停整个数据中心服务器的运行。电源模块用于接收外部提供的市电(220V等)经过稳压和/或电压转换后为整个数据中心服务器提供工作电压。数据接口模块被设置用于通过前述专线或者虚拟专用网将将全国的基站均连接至该数据中心服务器，并接收数据内容。IP地址分配模块被设置用于进行基于电话区号进行IP地址的分配。

结合前述一个或多个实施方式，IP地址分配模块被设置成基于下述方式进行全网基站的IP地址分配：

1)将IP地址的第一个字节用十进制数值表示，该数值取值为10，表示该IP地址为A类私有地址；

2)根据基站所属地区的电话区号进行处理，如区号是4位数字，则保留其后3位；如区号是3位数字，则保留其全部3位；

3)将IP地址第二个字节用十进制数值表示，该数值的取值范围为00～99，其中：

该数值的十位取值为处理后电话区号的百位；

该数值的个位取值为处理后电话区号的十位；

4)将IP地址第三个字节用十进制数值表示，该数值的取值范围为00～99，其中：

该数值的十位取值为处理后电话区号的个位；

该数值的个位作为分类子网号段，根据基础设施所属行业类别取值为0～9；

5)将IP地址第四个字节作为主机号，其对应的十进制数值的取值范围为1～254。

优选地，所述数据中心服务器通过专线或者虚拟专用网的方式将全国的基站均连接至该数据中心服务器。

为了保证数据中心服务器的稳定运行，防止由于外部电源的不稳定等而出现运行问题，前述电源模块还配置有储能模块，在本例中，前述储能模块构造为电容器，尤其是采用两个电容器并联的形式构成前述的储能模块，该两个电容器的一端均连接在所述电源模块的输出线路上，另一端接地。

优选地，前述两个电容器中，其中一个为用于滤除低频波的电解电容，另一个为用于滤除高频波的瓷片电容。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (4)

1.一种用于IP地址分配与管理的数据中心服务器，其特征在于，该数据中心服务器被配置用于通过专线或者虚拟专用网的方式将全国的基站均连接至该数据中心服务器，从而对全网基站进行统一的网络配置、监控和管理，实现对全网基站基于电话区号的IP地址分配，其中：

所述数据中心服务器包括电源模块、中央处理模块、数据接口模块和IP地址分配模块，所述中央处理模块作为数据中心服务器的控制核心，用于控制整个数据中心服务器的运行；所述电源模块用于接收外部提供的市电经过稳压和/或电压转换后为整个数据中心服务器提供工作电压；所述数据接口模块被设置用于通过前述专线或者虚拟专用网将将全国的基站均连接至该数据中心服务器，并接收数据内容；所述IP地址分配模块被设置用于进行基于电话区号进行IP地址的分配；

所述数据中心服务器被设置成基于下述方式进行全网基站的IP地址分配：

1)将IP地址的第一个字节用十进制数值表示，该数值取值为10，表示该IP地址为A类私有地址；

2)根据基站所属地区的电话区号进行处理，如区号是4位数字，则保留其后3位；如区号是3位数字，则保留其全部3位；

3)将IP地址第二个字节用十进制数值表示，该数值的取值范围为00～99，其中：

该数值的十位取值为处理后电话区号的百位；

该数值的个位取值为处理后电话区号的十位；

4)将IP地址第三个字节用十进制数值表示，该数值的取值范围为00～99，其中：

该数值的十位取值为处理后电话区号的个位；

该数值的个位作为分类子网号段，根据基础设施所属行业类别取值为0～9；

5)将IP地址第四个字节作为主机号，其对应的十进制数值的取值范围为1～254。

2.根据权利要求1所述的用于IP地址分配与管理的数据中心服务器，其特征在于，所述电源模块还配置有储能模块。

3.根据权利要求2所述的用于IP地址分配与管理的数据中心服务器，其特征在于，所述储能模块包括两个并联的电容器，其中，该两个电容器的一端均连接在所述电源模块的输出线路上，另一端接地。

4.根据权利要求3所述的用于IP地址分配与管理的数据中心服务器，其特征在于，所述两个电容器中，其中一个为用于滤除低频波的电解电容，另一个为用于滤除高频波的瓷片电容。